高分子固-固相变储能材料的研究与应用

综述了各类高分子固-固相变储能材料的性能、储能机理及其优缺点,介绍了此类材料的各种应用, 并对其发展前景做了探讨和展望。高分子固-固相变储能材料具有储能密度大,相变温度恒定,体积变化小,相变过程无液体泄漏等诸多优点,已成为能源开发利用和材料科学研究的新热点。     

高储能密度常温相变含水石蜡储能微囊制备

采用固体石蜡和液体石蜡复合的方法,制备出常温固-液相变储能石蜡,DSC法测试表明:m(固体石蜡):m(液体石蜡) =1:2时,复配石蜡固-液相变温度34.2℃,相变潜热34.0 kJ(kg(1,满足常温固-液相变需要.采用微乳化技术,将水稳定分散于常温固-液相变石蜡中,得到具有高储能密度的复合储能介质.通过设计采用膜乳化法制备微囊的装备,用海藻酸钠作为微囊壁材,制备得到粒度分布范围在6～26 μm的球形储能微囊.储能密度测试结果表明:将水引入石蜡中后,微囊储能密度显著提高,W1/O初乳中含水10%(wt)制备的微囊较未含水微囊储能密度提高了近15倍.为相变材料的高储能密度化和微囊化,提供了新的途径和制备方法.     

高分子固-固相转变储能材料的研究进展

对高分子固-固相转变储能材料的研究进展进行了综述。根据相变储能机理，具有固-固相转变储能功能的聚合物材料被分为2大类即交联型结晶聚合物相变材料和以聚合物为摹体的复合相变材料。详细介绍了各种相变材料的制备方法、性能和应用，并且展望了高分子固-固相转变储能材料的发展前景。     

有机固-固相变储能材料的研究进展

对近年来国内外兴起的有机固-固相变储能材料进行了综述,根据改性方法的不同有机固-固相变储能材料被分为两大类即物理共混类复合相变储能材料和化学改性类复合相变储能材料,分别对两种相变材料的性能、储能机理、优缺点等方面进行了阐述比较,并对其应用和发展前景进行了探讨与展望。     

聚氨酯型固-固相变储能材料的合成与性能表征

采用两步溶液聚合法以DMF为溶剂，PEG、MDI、BDO为原料合成了一种聚氨酯型高分子固-固相变储能材料，运用傅立叶红外光谱（FTIR）、差示扫描量热仪（DSC）、偏光显微镜（POM）对该种材料进行结构分析和性能表征，对其相变行为和相变机理进行初步探讨。结果表明，所合成的PUPCM相变焓较大，热性能稳定。相变过程中不出现液体，是一种具有较大使用价值和发展前途的高分子固-固相变储能材料。     

相变材料的研究与进展

综述了相变材料的研究进展状况,介绍了相变材料的分类以及各类相变材料的性能、储能机理和优缺点,讨论了固一液相变、固一固相变、液一气相变材料的性能和应用。并介绍了一些新型的相变材料,指出了该领域中有待解决的问题,展望了未来相变材料的发展前景。     

交联聚乙烯／石蜡复合相变储能材料的研究

根据固-液相变材料石蜡在聚乙烯(PE)交联网络中的扩散溶胀特性,制备了一种以 PE 交联网络为支撑骨架和包覆层、以石蜡为储能材料的复合型高分子固-固相转变储能材料。通过测定不同温度下、不同交联程度 PE在石蜡中的溶胀速率、平衡溶胀比等,研究了交联 PE 在石蜡中的溶胀行为及溶胀动力学,为相变材料的制备工艺提供了依据;此外,还对复合相变材料中石蜡的扩散、渗透行为及扩散动力学进行了研究。结果表明制备的相变储能材料具有长期使用性能。     

相变储能纤维的研究进展

相变储能纤维是一种新型控温保暖材料,是将相变材料加入纺丝原料中进行复合纺丝所得。该纤维主要依靠相变材料在相转化过程中进行的热量吸收与释放而获得控温特性。简述了相变储能纤维的几种合成方法,主要介绍了微胶囊混合纺丝技术的优势,并论述了相变储能纤维的热性能测试方法和测试指标,最后对储能纤维的发展前景进行了展望。     

PET/MPEG固-固相变储能材料的制备和性能研究

以聚对苯二甲酸乙二酯为骨架材料,聚乙二醇单甲醚为相变材料,在甲苯二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡的作用下制备了一种固——固相变储能材料,并对所制得的相变材料进行了表征。结果表明,PET/MPEG相变储能材料随着MPEG的含量增加,相变焓增大,相变点的onset温度增大,相变焓最大为89.23 J/g;PET/MPEG固-固相变储能材料超过MPEG的熔点时也能一直保持稳定的形态,无熔化泄漏。     

新型聚氨酯固-固相变储能材料的组成与热性能的关系

利用差示扫描量热仪、傅里叶红外光谱仪、广角X射线衍射仪研究了一种新型的以聚乙二醇为软段的聚氨酯相变储能材料。结果表明，当软段含量低于90％（质量分数，下同）时，即使温度高于聚乙二醇的熔点，此类材料仍不会熔化成液体，而表现出一种固-固相变行为。该聚氨酯储能材料相变焓较大，相变温度适中，且随着软段含量的减少，材料相变焓和相变温度呈递减趋势。其相变过程实质是聚氨酯软段聚乙二醇由结晶固态转变为无定形固态的过程。     

固-固相变储热材料的研究进展

固-固相变储热材料在相变过程中无液体产生,而且具有较大的储能密度和较小的相变体积,在新能源开发和二次能源循环利用等方面具有显著的优势。本文综述了近几年来不同类型固-固相变储热材料的研究进展,包括石蜡、聚乙二醇、多元醇、聚乙烯、层状钙钛矿等,分别从相变行为特征,传热导热,储能机理及其应用等几个方面进行论述,并对相变材料目前存在的问题及未来发展前景进行了展望。     

道路用聚氨酯固-固相变材料的合成及性能研究

为改善传统路用固-液相变材料对沥青路面的影响,发挥相变材料优越的潜热储能特性,主动调控沥青路面温度状况,减轻公路沥青路面温度病害.以多元醇A为软段,异氰酸酯B及扩链剂C为硬段,采用预聚体法合成65％～90％软段含量不等的聚氨酯固-固相变储能材料(PUPCMs).借助红外光谱分析仪(FTIR)、热重分析仪(TG)及差示扫描量热仪(DSC),分析研究PUPCMs的结构特征、热稳定性及储热特性.针对道路沥青路面环境温度特点,对比PUPCMs的储热能力,推荐适用于公路沥青路面的PUPCMs.结果表明,PUPCMs由于其特殊的嵌段结构,硬段对软段起到束缚作用,材料在相变过程中由宏观固态转变为无定形固态,解决传统固-液相变材料泄露问题的同时发挥潜热作用,具有良好的热稳定性及储热能力;在模拟道路沥青路面最不利条件时发现PUPCMs的结构特性、热稳定性及储热性能均满足道路用相变材料的使用要求.同时,通过改变软段分子量与含量可以得到不同相变潜热、相变温度及热稳定性的材料.考虑到沥青混合料的实际应用状况,根据材料的相变焓值与相变温度区间,推荐选用6000-70％-PUPCMs掺入沥青中制备相变沥青,作为后续主要研究对象.     

化学法和共混法制备的PEG／CDA相变材料的性能比较——微相结构 …

分别采用化学键联和物理共混的改性方法制备了两种相变材料,并用偏光显微镜和透射电镜分别对它们进行观察,讨论两者的微相结构差异和结构随温度的变化,同时研究了微相结构与储热性能的关系.结果表明采用化学键联法制得的相变材料具有更小、更稳定的微相区,并且是通过固-固相变来储能和释能的;而采用物理共混法制得的相变材料,仅仅是两种原料聚乙二醇和二醋酸纤维索的简单混合,实际上发生的仍为固-液相变.     

固-固相变储热材料的研究进展

与固-液相变材料相比,固-固相变材料（SS-PCMs）受到的关注较少;鉴于SS-PCMs具有储能密度高、无毒且腐蚀性小、相变时无液体产生且体积变化较小、不易发生相分离以及过冷度小等优点,因而是一类具有发展潜力的相变材料。本文基于SS-PCMs的研究现状,对近年来几类重要SS-PCMs如多元醇SS-PCMs、高分子类SS-PCMs及无机盐类SS-PCMs的研究进展进行了综述。简要阐述了SS-PCMs的分类以及各类SS-PCMs的性能、相变储热机制和优缺点。同时介绍了选择固-固相变材料应用时的基本原则,并针对相变材料热导率低,过冷度大、稳定性差等问题的改性研究进行了综述,还简要综述了SS-PCMs的应用研究。最后指出,未来的研究应着眼于解决已合成SS-PCMs的缺陷,开发多功能的SS-PCMs,并在SS-PCMs的实际应用方面实现突破。     

PEG/PVA高分子固-固相变储能材料的制备

以聚乙二醇(PEG)为相变物质、聚乙烯醇(PVC)为骨架材料,通过接枝共聚法和偶联共混法分别制备了PEG/PVA高分子固-固相变材料.采用红外光谱法和差示扫描量热法研究了PEG/PVA相变材料的结构和相变行为.结果表明,共混体系和共聚体系均具有可逆的固-固相转变特性;共混体系最大相变焓为102.6 kJ/g, 共聚体系相变焓为82.5 kJ/g; 2种体系相变温度适中,可以满足低温相变要求,是一种具有较大使用价值和发展前途的高分子固-固相变储能材料.     

专利介绍

一种基于反式橡胶的相变储能微胶囊材料及其制备方法申请公布号:CN 114716982A申请公布日:2022年7月8日申请人:青岛科技大学发明人:聂华荣、贺爱华、邵华锋本发明介绍了一种基于反式橡胶的相变储能微胶囊材料及其制备方法,具体涉及以耐疲劳性能好的轻度交联的反式橡胶和导热填料复合物为囊壁、固-液相变材料为芯材的相变储能微胶囊材料及其制备技术。该微胶囊是通过相变材料与结晶性反式橡胶在不良溶剂中析出的方法制备,组分及其用量为:反式橡胶100,相变材料20~500,导热填料5~70,其他(防老剂、硫化剂和硫化助剂)3~15。轻度交联的反式橡胶作为囊壁材料,可以有效包封相变材料,防止泄漏;其具有良好的耐疲劳性能,可经受相变芯材反复膨胀和收缩,从而延长微胶囊的使用寿命;其自身的结晶-熔融相变能有效地进行储热和放热;囊壁中分散的导热填料可解决聚合物基材热导率不足的问题。     

有机相变储能材料的复合改性研究进展

有机相变储能材料作为相变储能材料的一种,因其相对于其它相变材料具有相变温度适应性好、相变焓值高等优点而被广泛应用在太阳能、建筑节能等领域。但此类相变材料在相变过程中材料变形较严重,出现渗出渗漏等问题,所以本文主要综述了有机相变储能材料的复合改性研究方法。首先介绍了有机相变储能材料在应用中存在的问题,然后介绍了改善问题的主要研究方法,最后列举当前复合改性相关的研究成果及具体方法。     

超重条件下泡沫石墨-石蜡相变传热实验研究

基于高热导率多孔材料骨架强化传热的相变蓄冷器具有热容量大、换热效率高、控温稳定、环境适应性强等优点,在航空航天领域具有广泛的应用前景。多孔介质内固-液相变换热过程中,由于相变换热产生的相变工质密度差在加速度的驱动下造成的液相浮升力变化,将引发更为复杂的固-液相变流动与换热不稳定性特征。设计搭建了离心环境条件下的多孔介质内固-液相变换热实验研究装置,实验获得了不同加速度大小和方向下多孔介质内固-液相变换热特性。结果表明,高导热泡沫石墨-石蜡相变蓄冷能够实现界面较低升温速率温控,同时加速度方向对于相变蓄冷装置整体换热效率及换热均温性存在显著影响。当加速度方向与热流方向反向或垂直时,加速度驱动液相储能工质局部自然对流将促进整体换热效率,而加速度方向与热流方向同向时换热效率降低,并且上述差异将随着加速度的提升而进一步扩大。     

脂肪酸相变材料的研究进展及应用

中长链脂肪酸及其混合物具有良好的热物性、热稳定性和化学稳定性,是非常廉价易得的一类有机相变材料.综述了脂肪酸固-液相变材料在潜热蓄热领域的发展现状,主要介绍了常用脂肪酸相变材料及其低共熔混合物的热物性和热稳定性特点,指出了其强化传热方式,总结了国内外脂肪酸复合相变材料的制备方法.     

相变石膏板制备及其在建筑墙体中应用的研究进展

相变储能已成为太阳能利用领域的研究热点,将相变储能材料应用于建筑围护结构对建筑节能具有重要意义。介绍了适用于建筑节能领域的相变材料的主要性能要求,评述了相变材料选择、改性复配和封装的国内外研究现状,阐述了相变材料与石膏基材的3种复合方法,讨论了相变石膏板在建筑墙体中的主要应用方式。探讨了当前研究中存在的主要问题,并指出了今后研究发展的方向。